以字符序列的形式从中端输入语法正确,不含变量的表达式;表示算符优先关系;实现算术四则混合运算表达式求值写出c语言数据结构代码

时间: 2024-12-17 18:52:21 浏览: 3
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数据结构大作业C++实现简单的计算器——算术表达式计算(包含实验报告)

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在C语言中,为了处理四则运算的混合表达式并考虑算符优先级,可以使用递归下降解析器(Recursive Descent Parser)或者堆栈算法(如Shunting Yard Algorithm)。这里我们简单地展示如何使用堆栈实现一个简单的表达式求值函数。我们将使用`token.h`头文件定义一些基本的常量和枚举,以及`expression.h`用于存储表达式的数据结构。 首先,创建`token.h`: ```c #ifndef TOKEN_H #define TOKEN_H typedef enum { PLUS, MINUS, MUL, DIV, LPAREN, RPAREN, NUMBER, END_OF_FILE, ILLEGAL } TokenType; const char* token_names[] = {"+", "-", "*", "/", "(", ")", "NUMBER", "", "ILLEGAL"}; #endif ``` 接下来,创建`expression.h`: ```c #ifndef EXPRESSION_H #define EXPRESSION_H #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include "token.h" typedef struct ExpressionNode { union { double value; struct ExpressionNode* operatorNode; }; enum TokenType type; } ExpressionNode; ExpressionNode* createNumber(double number); ExpressionNode* createOperator(TokenType op, ExpressionNode* left, ExpressionNode* right); double evaluateExpression(ExpressionNode* root); void printExpression(ExpressionNode* node); #endif // EXPRESSION_H ``` 然后,在`expression.c`中实现相关的函数: ```c #include "expression.h" // 创建数字节点 ExpressionNode* createNumber(double number) { ExpressionNode* node = (ExpressionNode*) malloc(sizeof(ExpressionNode)); node->type = NUMBER; node->value = number; return node; } // 创建操作符节点,并处理左、右子节点 ExpressionNode* createOperator(TokenType op, ExpressionNode* left, ExpressionNode* right) { ExpressionNode* node = (ExpressionNode*) malloc(sizeof(ExpressionNode)); node->type = op; node->operatorNode = left; if (right) node->operatorNode->right = right; return node; } // 根据中缀表达式计算结果 double evaluateExpression(ExpressionNode* root) { switch (root->type) { case NUMBER: return root->value; case PLUS: return evaluateExpression(root->operatorNode->left) + evaluateExpression(root->operatorNode->right); case MINUS: return evaluateExpression(root->operatorNode->left) - evaluateExpression(root->operatorNode->right); case MUL: return evaluateExpression(root->operatorNode->left) * evaluateExpression(root->operatorNode->right); case DIV: if (evaluateExpression(root->operatorNode->right) != 0) return evaluateExpression(root->operatorNode->left) / evaluateExpression(root->operatorNode->right); else return INFINITY; // 或者抛出错误 default: printf("Invalid expression.\n"); exit(1); } } // 打印表达式便于测试 void printExpression(ExpressionNode* node) { if (node->type == NUMBER) printf("%.2f ", node->value); else printf("(%s %s %s)\n", token_names[node->type], printExpression(node->operatorNode->left), printExpression(node->operatorNode->right)); } int main() { // 测试代码片段 ExpressionNode* expr = createOperator(MUL, createNumber(4), createNumber(5)); // 4 * 5 printf("Value of the expression is %.2f\n", evaluateExpression(expr)); free(expr); // 清理内存 return 0; } ``` 以上代码实现了基础的中缀表达式求值功能。你可以将用户输入的表达式字符串转换为这样的结构,然后调用`evaluateExpression()`函数求解。注意这只是一个简化的版本,实际应用中可能需要更复杂的数据结构来处理完整的问题,包括处理括号和优先级等。此外,这个例子未包含完整的输入和转换过程,这部分你需要另外设计。
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